Větší zisky díky spolehlivým předpovědím výroby energie z obnovitelných zdrojů

Předpovědi výroby energie pro distribuované fotovoltaické a větrné zdroje energie

O projektu

Přečtěte si, jak Globema pomohla snížit náklady společnosti Tradea na účast ve vyrovnávacím trhu díky spolehlivým předpovědím počasí pro distribuci energie z 250 solárních a větrných zdrojů pomocí hybridních modelů využívajících umělou inteligenci/strojové učení (AI/ML) a analytické výpočty.

Obsah:

Odvětví: Energetika
Země: Polsko
Produkt/Služba: 4RES
Kategorie: Přesná předpověď výroby energie z obnovitelných zdrojů

TRADEA Sp. z o.o. je nezávislá licencovaná společnost obchodující s elektrickou energií, která působí na polském a evropském trhu s energiemi. Společnost byla založena v roce 2010.

Výzva

Obchodování s energií z obnovitelných zdrojů energie (OZE) s sebou nese riziko odchylky skutečné výroby od prognózy, a tedy i dodatečné náklady na účast ve vyrovnávacím trhu. S rostoucím objemem energie vyrobené z OZE se stalo výzvou zvýšit přesnost předpovědí a snížit tak chyby pro každou hodinu dne.

Řešení

Zahájení spolupráce – počáteční fáze

Koncem roku 2019 Globema a Tradea začaly spolupracovat na vývoji optimalizace metod pro předpovídání výroby energie v solárních a větrných elektrárnách. V roce 2020 jsme provedli práce, které zahrnovaly:

  • doplnění údajů o měření výroby energie a oprava těchto údajů, např. pokud jde o identifikaci měřicích bodů (PPE) a hodnoty instalovaného výkonu a technických údajů zařízení – na straně společnosti Tradea,
  • ověření těchto údajů z hlediska jejich správnosti, úplnosti a případných anomálií – na straně Globemy,
  • sestavení předběžných prediktivních modelů a ověření jejich přesnosti – na straně Globemy.

Spolupráce probíhala na základě schůzek, na kterých jsme zákazníkovi prezentovali výsledky výzkumu a společně rozhodovali o dalším postupu prací. Po vytvoření vyhovujícího modelu předpovědí jsme zahájili šestiměsíční testovací fázi dodávek a ověřování kvality předpovědí.

Další spolupráce

Výsledkem šestiměsíčního zkušebního období bylo pozitivní ověření jak samotné služby, tak i chybovosti prognózy výroby. Společnost Tradea vyhodnotila výsledky spolupráce kladně a rozhodla se službu založenou na systému 4RES spustit od začátku roku 2021.

Předpovědní služba pokrývá přibližně 250 zařízení rozptýlených po celém Polsku s celkovým instalovaným výkonem přibližně 240 MW.
Je založena na plošných předpovědích počasí, které jsou vytvářeny pomocí meteorologických modelů UM a GFS, a představuje kompromis mezi přesností bodových předpovědí počasí a jejich cenou – vzhledem k velkému počtu objektů, pro které je třeba předpovědi vytvářet.
Převod předpovědí počasí na předpovědi výroby se provádí pomocí hybridních modelů, které kombinují analytické výpočty s umělou inteligencí/strojovým učením (AI/ML).
Předpovědi jsou doručovány denně do 9:00 hodin dvěma kanály: emailem a přes FTP ve formě textových souborů. Zahrnují dobu od 01:00 do půlnoci následujícího dne pro každou jednotlivou energetickou farmu. Farmy jsou seskupeny do bilančních jednotek podle způsobu zúčtování na trhu: podle pevné ceny, vyrovnávacího trhu, denního trhu atd.
Zařazení farem do skupin se mění z měsíce na měsíc, objevují se také nové instalace, které jsou na žádost zákazníka zařazovány do systému předpovědí ze dne na den.
Forma a způsob přenosu souborů dohodnuté se zákazníkem umožňují, aby společnost Tradea automaticky zpracovávala soubory a připravovala výrobní plány pro subjekty odpovědné za obchodní bilanci. Zásah do připravených souborů je nutný pouze ve velmi výjimečných případech, např. při výpadku jednoho ze zdrojů.

Vylepšení předpovědí

Globema monitoruje kvalitu služeb každý měsíc. Chyby předpovědí v daném měsíci jsou porovnávány s chybami v předchozích měsících a v odpovídajícím měsíci předchozího roku. Ověřuje se také možnost snížení chyby pomocí špicování modelu s nejnovějšími údaji z měření.

Pokud takový pokus, potvrzený tříměsíčním zkušebním obdobím, přinese zlepšení, použije se na cílový model. Vykázaná chyba nMAE služby, definovaná jako střední absolutní chyba normalizovaná maximálním výkonem farmy, se pohybuje od 1,8 % do 7,3 % v závislosti na měsíci (chyby jsou větší v létě v důsledku vyšších hodnot oslunění a trvání slunečního svitu).

Důležité je, že tyto hodnoty klesnou na 0,9–3,2 %, pokud místo průměrné chyby jednotlivých farem vezmeme v úvahu chybu celé skupiny sídel (VPP). To lze vysvětlit vzájemnou kompenzací chyb různých zařízení v různých lokalitách. Tento efekt rovněž potvrzuje platnost plošného přístupu v případě velkého počtu rozptýlených zařízení OZE s malým jednotkovým výkonem.

Spolehlivost služeb

Neustále pracujeme na tom, aby byl náš mechanismus dodávek předpovědí ještě spolehlivější. Již zmíněná redundance doručovacích kanálů (FTP a e-mail) zvyšuje spolehlivost v případě, že jeden z nich selže. S větším předstihem také připravujeme záložní předpovědi pro případ, že by selhala samotná služba předpovědi počasí – pak i při absenci nejnovější předpovědi počasí naše služba neselže, i když je zaslaná výstupní předpověď statisticky o něco méně přesná.

Věděli jste, že…

Součástí činnosti výzkumného a vývojového centra Globemy je také neustálý výzkum zaměřený na zlepšování kvality našich předpovědí, a to ve spolupráci s našimi zákazníky a poskytovatelem předpovědi počasí v Polsku – Mezioborovým centrem matematického a počítačového modelování UW?

Zajímavým příkladem takové spolupráce je problematika vlivu sněžení a hromadění sněhové pokrývky na fotovoltaických panelech na chybu předpovědi, o které informovala společnost Tradea. Přestože s oteplováním klimatu se vydatné sněžení, zejména v nížinách, pomalu stává minulostí, v sezóně 2020/21 mělo znatelný vliv na chyby předpovědi.

Na základě těchto zkušeností jsme vyvinuli model sněhové pokrývky pro panely, který byl otestován v období s největším úhrnem sněhových srážek – v lednu a únoru 2021 – a je připraven k implementaci v nadcházejících zimních sezónách.

Výsledky

Spuštěná a systematicky rozvíjená služba předpovídání a generování hodinových plánů výroby energie umožnila našemu zákazníkovi snížit jeho podíl na vyrovnávacím trhu a omezit tak riziko dodatečných, často nepředvídatelných nákladů na tento podíl.

Flexibilita nástroje navíc umožňuje snadno a aktuálně zohlednit změny instalovaného výkonu a přiřadit výrobní jednotky do příslušných bilančních skupin, což šetří čas pracovníků a zaručuje správnost vyúčtování.

Denní generování předpovědí produkce na následující den je základem našeho podnikání, protože se promítá do finančních dopadů naší role na trhu.

Globemu jsme si vybrali po pilotním projektu, který probíhal v letech 2019 a 2020. Byli jsme totiž přesvědčeni, že kvalita těchto předpovědí vypracovaných profesionální metodou založenou na umělé inteligenci výrazně převyšuje naše předchozí pokusy o vypracování prognóz vlastními silami.

Radoslaw Bartnicki, analytik trhu s elektřinou, Tradea

Objevte další úspěšné příběhy

Polenergia

Evidence sítě podporuje růst společnosti Polenergia založený na fúzích a akvizicích

Zjistěte, jak jsme standardizovali správu sítě u jednoho z největších distributorů energie v Polsku a jak jsme uspořádali data pro 30 oblastí pokrývajících 11 tisíc zákazníků.

EL.GIS / Smallworld   |   Evidence a správa sítě  |  Energetika

PERN

Vývoj systému pro evidenci a správu sítě v modelu Pay-As-You-Go ve společnosti PERN

Systém SeZaM založený na platformě GE Smallworld podporuje potrubní i telekomunikační a energetické sítě v PERN.

GE Globální přenosová kancelář/Smallworld   |   Evidence a správa sítě |  Ropa a plyn

Naplánujte si s námi schůzku a dosáhněte podobných výsledků i ve vaší společnosti!